半平行钢丝索中的导波频散特性研究

来源：振动与冲击杂志2025年第17期北京时间：

作者：陈鑫,,,5，朱劲松jszhu,,

单位：1. 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室， 天津300350；2. 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室， 天津300350；3. 天津大学建筑工程学院， 天津300350；4. 贵州高速公路实业有限公司， 贵阳550003；5. 贵州公路交通管养技术创新中心， 贵阳550003

摘要：采用模式分析方法分析了无耦合状态、临界耦合状态、耦合状态三种不同状态下半平行钢丝索中的导波频散特性，并对半平行钢丝索索内钢丝的真实耦合状态及对导波频散特性的影响进行了试验验证。结果表明：由于索内钢丝间相互耦合，F(1,1) 模态波速上升，频散减弱，T(0,1)模态波速降低，L(0,1)模态存在一处明显的陷波频带，使得L(0,1)分离成L(0,1)a和L(0,1)b两种模态。随着索内钢丝数量的增加，陷波频带逐渐下降，而T(0,1)模态频散特性受缆索规格的影响较小。相比于L(0,1)a，L(0,1)b模态的轴向位移向外围钢丝集中，同时在外围钢丝中出现了明显的周向位移。低频L(0,1)a模态频散特征受钢丝相互耦合的影响较小，即使钢丝间的法向挤压力较大时，其频散特性仍与无耦合状态一致。由于半平行钢丝索索内钢丝捻角较小，索内钢丝间的法向接触力极小，索内钢丝间的相互作用较弱，索中导波的频散特性与单根自由索内钢丝一致。<br>

关键词：半平行钢丝索；导波；频散特性；模式分析；耦合状态